Um post usa F = m·a para concluir que, na queda livre, objetos de maior massa têm maior aceleração…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um post usa F = m·a para concluir que, na queda livre, objetos de maior massa têm maior aceleração. Considerando g = 10 m/s² e desprezando resistência do ar, avalie essa conclusão.
- A) Na queda livre, a aceleração dos objetos é proporcional à sua massa.
- B) Objetos de menor massa possuem aceleração gravitacional de 15 m/s².
- C) Falsa; sem resistência do ar a aceleração é g = 10 m/s² para qualquer massa.
- D) Na queda livre, a aceleração gravitacional é negativa para objetos pesados.
- E) F = m·a indica que a aceleração aumenta com a queda do objeto no ar.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Na queda livre, a única força considerada é o peso, P = m·g. Pela segunda lei de Newton, F = m·a, então m·a = m·g, o que dá a = g. A massa se cancela dos dois lados da equação.
- Com g = 10 m/s², a aceleração de qualquer objeto em queda livre (sem resistência do ar) é 10 m/s², independentemente da massa. Logo, objetos de massas diferentes caem com a mesma aceleração.
- A conclusão do post está errada, pois ele ignora que a massa aparece tanto na força peso quanto na inércia, e as duas se cancelam. A alternativa C está correta porque afirma exatamente isso: a conclusão é falsa e a aceleração é g para qualquer massa.
- A alternativa A está errada, pois afirma que a aceleração é proporcional à massa, o que contraria a igualdade a = g, em que a aceleração é constante.
- A alternativa B está errada, pois a aceleração gravitacional considerada é g = 10 m/s², e não 15 m/s², seja qual for a massa.
- A alternativa D está errada, pois a aceleração gravitacional não depende da massa e, pela convenção usual com o eixo orientado para cima, seu valor tem módulo 10 m/s² e não se torna negativo para objetos pesados.
- A alternativa E está errada, pois F = m·a não indica que a aceleração aumenta durante a queda; na queda livre ela permanece constante, e o que aumenta é a velocidade.
- Gabarito oficial: C. Minha resolução confirma o gabarito.
💡 Dica: Analise a relação entre massa e aceleração na queda livre.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, como F = m·a, a aceleração cresce junto com a massa, ignorando que na queda livre a força resultante (o peso, m·g) também cresce com a massa e a razão a = g permanece constante.
Por que engana: Confundir a relação entre massa e aceleração, acreditando que objetos mais pesados caem mais rápido devido à sua massa.
O aluno associa a aceleração gravitacional à massa do objeto e atribui a objetos leves um valor diferente de g, em vez de entender que g é o mesmo para qualquer corpo próximo à superfície da Terra.
Força gravitacional F = m·g; substituindo em F = m·a ? m·g = m·a ? a = g. A massa cancela, logo a independe de m sem resistência do ar.
O aluno confunde o sinal do vetor com a massa, achando que objetos pesados têm aceleração negativa; na verdade o sinal depende apenas da orientação escolhida para o eixo, e o módulo de g não muda com a massa.
O aluno confunde aceleração com velocidade, imaginando que a aceleração aumenta durante a queda porque o objeto fica mais rápido; na queda livre a aceleração é constante e apenas a velocidade aumenta.
Raio-X da questão
queda livre e aceleração
diagnostico
forças e aceleração · queda livre
Revisar a relação entre massa e aceleração na queda livre.
Confundir a relação entre massa e aceleração, acreditando que objetos mais pesados caem mais rápido devido à sua massa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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